CRIMSON-1 de Singapur lleva células solares de perovskita e inteligencia artificial a la órbita

Un satélite de 5 kg pone a prueba dos tecnologías

El satélite CRIMSON-1 de Singapur está probando células solares flexibles de perovskita e inteligencia artificial a unos 520 km sobre la Tierra, en un entorno donde la energía, el calor y la capacidad de comunicación son muy limitados. La nave pesa 5 kg, mide 30 cm por 10 cm por 10 cm y está diseñada para cumplir una misión de un año.

La Universidad Tecnológica de Nanyang de Singapur (NTU) anunció que su satélite número 14 fue lanzado a bordo de un cohete Falcon 9 de SpaceX, en la misión Transporter-18, desde la Base de la Fuerza Espacial de Vandenberg, en California. El lanzamiento tuvo lugar el 1 de octubre en California, fecha que correspondía al 2 de octubre en Singapur. CRIMSON-1 fue liberado unos 55 minutos después del despegue, entre los 130 vehículos espaciales que transportaba el cohete.

La misión incluye dos experimentos distintos. Uno medirá la durabilidad y la producción de electricidad de células solares de perovskita desarrolladas por investigadores de la NTU y Singfilm Solar, una empresa surgida de la Universidad Nacional de Singapur (NUS). El otro procesará imágenes satelitales a bordo de la nave para probar si la inteligencia artificial puede identificar información útil antes de transmitirlas a la Tierra.

Una distinción fundamental es que las células experimentales de perovskita no proporcionan el suministro principal de energía del satélite. CRIMSON-1 funciona con paneles convencionales de arseniuro de galio mientras se prueban las nuevas células junto a ellos. El lanzamiento del experimento permite recopilar datos, pero no demuestra que las perovskitas estén listas para reemplazar los sistemas de energía actuales de las naves espaciales.

En su anuncio de la misión CRIMSON-1, la NTU afirma que los investigadores estudiarán tanto el rendimiento solar en órbita como la gestión del calor y el consumo de energía del sistema informático durante cargas de trabajo intensas. Todavía no se han anunciado resultados de esos experimentos.

¿Qué hace diferente al módulo solar?

Las perovskitas son materiales con una estructura cristalina particular que puede utilizarse para convertir la luz solar en electricidad. Su atractivo en este caso radica en la posibilidad de fabricar células solares eficientes, delgadas y ligeras, con materiales de amplia disponibilidad. En las naves espaciales, reducir la masa del sistema de energía puede dejar más capacidad para otros equipos.

El módulo experimental de Singfilm Solar es flexible y está construido sobre vidrio ultradelgado. Hou Yi, profesor adjunto de la NUS y fundador de la empresa, describe a CRIMSON-1 como el primer vuelo espacial de ese módulo flexible y el primer despliegue en órbita de un módulo solar fabricado en Singapur. Según la NTU, la misión también marca el primer vuelo espacial de la tecnología de Singfilm.

Estas afirmaciones requieren distinguir entre células solares individuales y un módulo, que es un conjunto de células diseñado para funcionar en equipo. La NTU ya había enviado células de perovskita a bordo de su satélite ARCADE en 2023. Por tanto, no debe describirse a CRIMSON-1 como el primer intento de la universidad de probar cualquier célula de perovskita en el espacio.

El nuevo experimento amplía ese trabajo a un módulo flexible y a la tecnología desarrollada junto con Singfilm. Su valor dependerá de las mediciones obtenidas en órbita, entre ellas si el módulo mantiene una producción de electricidad útil tras el lanzamiento y la exposición prolongada a las condiciones espaciales.

Por qué la durabilidad importa tanto como la eficiencia

Las células solares destinadas al espacio deben superar dos pruebas muy diferentes: las tensiones mecánicas del lanzamiento de un cohete y las condiciones de funcionamiento posteriores. CRIMSON-1 evaluará la durabilidad física, la eficiencia de conversión y la generación real de energía eléctrica en la órbita terrestre baja.

La evaluación prevista incluye la exposición a la radiación, al vacío y a ciclos térmicos. Estos ciclos consisten en cambios repetidos de temperatura cuando una nave pasa por distintas condiciones de iluminación. Esas variaciones pueden someter a tensión los materiales y sus conexiones, mientras que la radiación puede afectar tanto a las células solares como a los componentes electrónicos.

Christian Wolfrum, vicepresidente y rector de la NTU, dijo que la misión lleva la investigación solar y la computación con inteligencia artificial al entorno necesario para determinar si funcionan como se espera:

«Estas tecnologías solo pueden validarse en condiciones espaciales reales, y eso es lo que ha hecho durante tres décadas el programa de satélites de la NTU. CRIMSON-1 es nuestra decimocuarta misión».

El año de pruebas busca aportar datos sobre el rendimiento a lo largo del tiempo, en lugar de una única medición poco después del despliegue. La NTU no ha anunciado objetivos numéricos sobre la producción de energía aceptable, la pérdida de eficiencia o la degradación de los materiales.

La ventaja económica requiere pruebas en órbita

El atractivo financiero de las perovskitas es considerable, pero sigue siendo una posibilidad y no un ahorro demostrado por esta misión. Los precios publicados de las células solares de arseniuro de galio utilizadas en el espacio oscilan entre US$250 y US$450 por vatio. Las células convencionales de silicio utilizadas en la Tierra cuestan menos de US$1 por vatio.

Según esas cifras, los precios citados para el arseniuro de galio son más de 250 a 450 veces superiores al referente del silicio. La comparación ilustra la diferencia de costos entre las tecnologías, pero no es una comparación directa entre productos intercambiables. El bajo precio de una célula terrestre no demuestra que pueda cumplir los requisitos de funcionamiento de una nave espacial.

No se ha divulgado el costo de fabricación por vatio del módulo de perovskita a bordo de CRIMSON-1. Por tanto, la misión todavía no permite calcular cuánto ahorraría un operador de satélites al adoptarlo. También serían importantes la fiabilidad, la producción de energía aprovechable y los costos de integración.

En 2024, Singfilm informó de una eficiencia de conversión de energía del 22,6% para un panel solar de perovskita. La eficiencia de conversión indica qué proporción de la luz solar recibida se transforma en electricidad. Esa cifra ofrece contexto sobre el trabajo de desarrollo de la empresa, pero no es una medición en órbita ni un resultado de rendimiento declarado para la carga útil de CRIMSON-1.

La investigación de la NTU en este campo se remonta a un artículo publicado en Science en 2013, que mostró que las cargas eléctricas podían recorrer distancias inusualmente largas a través de materiales de perovskita. Ese hallazgo ayudó a explicar su alta eficiencia solar. El trabajo posterior avanzó hacia módulos más grandes y prototipos concebidos para mejorar el rendimiento y la estabilidad. Ahora, CRIMSON-1 prueba si la tecnología puede conservar propiedades útiles fuera del laboratorio.

La inteligencia artificial seleccionará imágenes útiles antes de transmitirlas

CRIMSON-1 se describe como el primer nanosatélite de Singapur equipado con inteligencia artificial. El experimento informático analizará y filtrará imágenes a bordo de la nave, por ejemplo, seleccionando las que no estén cubiertas por nubes e identificando posibles incendios forestales o derrames de petróleo.

Se trata de inteligencia artificial en el borde: el procesamiento se realiza cerca del lugar donde se recopilan los datos, en vez de enviar toda la información sin procesar a una computadora distante. En este caso, el borde es el propio satélite. El objetivo es transmitir imágenes útiles o alertas sobre posibles incidentes, en lugar de enviar todas las imágenes para que personas en la Tierra las examinen.

La capacidad de comunicación de los satélites es limitada. Filtrar las imágenes en órbita podría reducir el volumen de datos sin procesar que se transmite y la cantidad de clasificación manual necesaria en tierra. La misión está probando ese enfoque; no anuncia un servicio de detección de desastres ya comprobado.

No se han anunciado datos sobre la precisión de la detección, la tasa de falsas alarmas ni la reducción medida de los datos transmitidos. Una indicación de inteligencia artificial sobre un posible incendio o derrame no equivale a la confirmación de un incidente. Los resultados del experimento serán necesarios para determinar si sus selecciones son lo bastante fiables para el uso operativo.

La computación también exige energía y genera calor

Procesar imágenes a bordo de una nave pequeña implica un equilibrio. Enviar menos información a la Tierra puede ahorrar capacidad de comunicación, pero ejecutar inteligencia artificial consume electricidad y produce calor. Los investigadores de CRIMSON-1 estudiarán cómo el sistema informático gestiona ambos factores con cargas de trabajo intensas.

La gestión del calor es especialmente importante en el vacío, donde una nave no puede enfriarse mediante el aire circundante como lo hace una computadora en la Tierra. Su diseño debe transferir el calor a través de sus estructuras y liberarlo mediante radiación. El experimento ayudará a determinar cómo se comporta en ese entorno el equipo informático seleccionado.

Por tanto, las pruebas solares y de computación abordan limitaciones de ingeniería relacionadas, aunque son experimentos distintos. Las futuras naves espaciales que utilicen más capacidad de procesamiento a bordo necesitarán sistemas de energía capaces de sostenerla. CRIMSON-1 prueba una posible tecnología solar futura, pero utiliza paneles ya establecidos para abastecer su propio funcionamiento.

Hou ha señalado que la energía solar para futuros satélites y los posibles centros de datos de inteligencia artificial en el espacio son áreas que podrían explorarse más adelante. CRIMSON-1 no es un centro de datos operativo de inteligencia artificial, y su misión no demuestra que el módulo de perovskita pudiera alimentar uno. Su función es aportar mediciones que orienten diseños posteriores.

Quién construyó, desplegó y facilitó la misión

El Centro de Investigación de Satélites de la NTU dirige la misión y reúne ingeniería espacial, preparación para el lanzamiento, control de la misión y operaciones en órbita. La NTU afirma que sus investigadores trabajaron con Exolaunch, integrador de lanzamientos que proporcionó capacidad de lanzamiento, gestión de la misión, integración y servicios de despliegue. CRIMSON-1 fue desplegado mediante el sistema EXOpod Nova de Exolaunch.

Los informes difieren en cómo describen la construcción de la nave. Uno identifica a la empresa singapurense Satoro Space como constructora e indica que la tecnología de inteligencia artificial de la NTU y las células solares experimentales se incorporaron a la nave. Otro atribuye la construcción al Centro de Investigación de Satélites de la NTU. El anuncio de la universidad identifica al centro como responsable de la misión y señala que participaron socios de la industria local, pero no detalla cómo se repartieron las tareas de fabricación.

La Autoridad de Desarrollo de Medios de Información y Comunicación (IMDA) apoyó la misión al gestionar recursos de espectro satelital y orbital a través de la Unión Internacional de Telecomunicaciones. El espectro se refiere a las radiofrecuencias utilizadas para las comunicaciones entre un satélite y las estaciones terrestres.

La trayectoria de la universidad incluye el lanzamiento en 2011 de X-SAT, el primer satélite construido localmente en Singapur. Su misión número 13, VELOX-AM, fue lanzada en julio de 2023 y, según la NTU, completó su misión y salió de órbita en agosto de 2026. CRIMSON-1 continúa ese programa de construcción, prueba y operación de naves espaciales.

El programa de financiación de Singapur vincula el desarrollo con las pruebas espaciales

CRIMSON-1 es uno de los primeros proyectos respaldados por la Agencia Espacial Nacional de Singapur (NSAS) a través del Programa de Acceso al Espacio. Este plan forma parte del Programa de Desarrollo de Tecnología Espacial, para el que Singapur ha reservado S$210 millones desde 2022 con el fin de financiar la investigación espacial y desarrollar capacidades nacionales.

La página del gobierno sobre el Programa de Desarrollo de Tecnología Espacial, actualizada el 17 de marzo de 2026, indica que la Oficina de Tecnología e Industria Espacial obtuvo S$60 millones adicionales en 2024. También señala que la etapa STDP 2.0 continúa desde 2025. La página no establece que esos S$60 millones deban sumarse nuevamente a los S$210 millones citados para el programa.

El programa tiene tres categorías de financiación: desarrollo tecnológico, validación y experimentación, y acceso al espacio. La última respalda pruebas que establecen el historial de vuelo de una tecnología, es decir, un registro documentado de su funcionamiento en el espacio. Entre los ejemplos mencionados figuran las células solares, los materiales avanzados, los sistemas informáticos y otras cargas útiles.

Pueden presentar solicitudes universidades locales, instituciones de investigación y socios industriales. Las entidades extranjeras deben buscar socios locales. La observación remota y las comunicaciones por satélite son áreas prioritarias. La NSAS también estudia el mantenimiento de naves espaciales en órbita, la fabricación en el espacio y las ciencias de la vida espacial.

En el caso de CRIMSON-1, el historial de vuelo conecta la investigación con una posible adopción comercial. Completar un lanzamiento es un hito. Demostrar que un módulo o sistema informático sigue funcionando en condiciones orbitales es otro hito, que los posibles clientes pueden evaluar.

Los hitos y los próximos pasos

La misión reúne más de una década de investigación solar y desarrollo de satélites. Las principales fechas muestran esa evolución:

• 2011: se lanzó X-SAT, el primer satélite construido localmente en Singapur.
• 2013: investigadores de la NTU publicaron en Science hallazgos sobre el transporte de cargas eléctricas a través de materiales de perovskita.
• Desde 2022: Singapur reservó S$210 millones para el Programa de Desarrollo de Tecnología Espacial.
• 2023: la NTU envió células de perovskita a bordo de ARCADE; VELOX-AM fue lanzado en julio.
• 2024: Singfilm informó de una eficiencia de conversión del 22,6% para un panel solar, y el gobierno obtuvo S$60 millones adicionales para el desarrollo de tecnología espacial.
• Agosto de 2026: VELOX-AM salió de órbita tras completar su misión, según la NTU.
• 1 de octubre en California, 2 de octubre en Singapur: CRIMSON-1 fue lanzado para una misión prevista de un año.

El anuncio de la NTU indica el día y el mes del lanzamiento, pero no menciona explícitamente el año. Las fechas del 1 y el 2 de octubre reflejan la diferencia horaria entre California y Singapur, no dos lanzamientos distintos.

El próximo hito sustancial será la obtención de datos sobre el rendimiento. No se ha anunciado cuándo se publicarán los primeros resultados ni un calendario para informar sobre la degradación solar, la precisión de la inteligencia artificial o el consumo de energía de la computación.

Por separado, la NTU y la empresa tecnológica japonesa Fusic estudian sistemas de inteligencia artificial en tierra para programar misiones, asignar estaciones terrestres, realizar operaciones rutinarias y detectar antes problemas técnicos. Ese trabajo aborda la gestión de satélites desde la Tierra, mientras que CRIMSON-1 prueba el procesamiento de imágenes a bordo de una nave espacial.

Puntos clave

• CRIMSON-1 es el satélite número 14 de la NTU, una nave espacial de 5 kg desplegada a unos 520 km sobre la Tierra.
• La misión prevista dura un año y prueba células solares de perovskita y el procesamiento de imágenes mediante inteligencia artificial.
• Los paneles de arseniuro de galio suministran la energía principal del satélite; las células de perovskita son cargas útiles experimentales.
• El módulo flexible de Singfilm utiliza vidrio ultradelgado. La NTU ya había probado células de perovskita a bordo de ARCADE en 2023.
• Los investigadores medirán la durabilidad y la producción de energía solar, además de la gestión del calor y el consumo eléctrico del sistema informático.
• El Programa de Acceso al Espacio de Singapur respalda la misión como parte de un compromiso de S$210 millones para el desarrollo de tecnología espacial desde 2022.
• No se han anunciado resultados de rendimiento en órbita ni una fecha para la publicación inicial de los datos.